Масштабирование для обеспечения передачи информации по безопасности в случае ядерных аварий
Международная шкала ядерных и радиологических событий ( INES ) была введена в 1990 году [1] Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) для обеспечения оперативной передачи важной для безопасности информации в случае ядерных аварий .
Шкала должна быть логарифмической , аналогичной шкале моментной магнитуды , которая используется для описания сравнительной магнитуды землетрясений. Каждый увеличивающийся уровень представляет собой аварию примерно в десять раз более серьезную, чем предыдущий уровень. По сравнению с землетрясениями, где интенсивность события может быть количественно оценена, уровень серьезности техногенной катастрофы , такой как ядерная авария, более подвержен интерпретации. Из-за этой субъективности уровень INES инцидента назначается значительно позже. Поэтому шкала предназначена для содействия развертыванию помощи при стихийных бедствиях.
Подробности
Определен ряд критериев и показателей для обеспечения согласованной отчетности о ядерных событиях различными официальными органами. В шкале INES есть семь ненулевых уровней: три уровня инцидента и четыре уровня аварии . Также есть уровень 0.
Уровень по шкале определяется по наивысшей из трех оценок: внешние эффекты, внутренние эффекты и ухудшение глубокоэшелонированной защиты .
Уровень
Классификация
Описание
Примеры
7
Крупная авария
Воздействие на людей и окружающую среду:
Крупный выброс радиоактивных материалов с широкомасштабными последствиями для здоровья и окружающей среды, требующий реализации запланированных и расширенных контрмер.
Произошло две аварии 7-го уровня:
Чернобыльская катастрофа , 26 апреля 1986 года. Небезопасные условия во время испытательной процедуры привели к мощному паровому взрыву и пожару, в результате чего значительная часть материала активной зоны попала в окружающую среду, что привело к гибели от 4000 до 27000 человек. [2] [3] [4] [5] [6] В результате выбросов радиоизотопов вокруг реактора была установлена 30-километровая (19 миль) зона отчуждения .
Авария на АЭС «Фукусима» — серия событий, начавшихся 11 марта 2011 года. Крупный ущерб, нанесенный системам резервного питания и сдерживания, вызванный землетрясением и цунами в Тохоку в 2011 году, привел к перегреву и утечке из некоторых реакторов АЭС «Фукусима I». [7] Вокруг станции была установлена временная зона отчуждения радиусом 20 км (12 миль). [8] [9]
6
Серьёзная авария
Воздействие на людей и окружающую среду:
Значительный выброс радиоактивных материалов, вероятно, потребует принятия запланированных контрмер.
Ограниченный выброс радиоактивных материалов, вероятно, потребует реализации некоторых запланированных контрмер.
Несколько смертей от радиации.
Влияние на радиологические барьеры и контроль:
Серьёзные повреждения активной зоны реактора.
Выброс большого количества радиоактивного материала в пределах установки с высокой вероятностью значительного облучения населения. Это может произойти в результате крупной аварии с критичностью или пожара.
Первая авария на Чок-Ривер , [12] [13] Чок-Ривер, Онтарио (Канада), 12 декабря 1952 года. Повреждена активная зона реактора.
Пожар в Уиндскейле в Селлафилде ( Великобритания ), 10 октября 1957 г. [14] Отжиг графитового замедлителя в военном воздушном реакторе привел к возгоранию графита и металлического уранового топлива, в результате чего радиоактивный материал в виде пыли попал в окружающую среду. В результате инцидента от рака умерло от 100 до 240 человек. [15] [16] [17]
Авария на Три-Майл-Айленде около Харрисберга, штат Пенсильвания ( США ), 28 марта 1979 года. [18] Сочетание ошибок проектирования и оператора привело к постепенной потере охладителя , что привело к частичному расплавлению . Количество радиоактивных газов, выброшенных в атмосферу, до сих пор неизвестно, поэтому травмы и заболевания, которые были приписаны этой аварии, являются лишь оценками эпидемиологических исследований.
Авария в Гоянии ( Бразилия ), 13 сентября 1987 г. Незащищенный источник радиации хлорид цезия, оставленный в заброшенной больнице, был найден ворами-мусорщиками, не знавшими о его природе, и продан на свалке. 249 человек были заражены, 4 умерли. [11]
4
Авария с локальными последствиями
Воздействие на людей и окружающую среду:
Незначительный выброс радиоактивного материала вряд ли приведет к реализации запланированных контрмер, помимо местного контроля за продуктами питания.
По крайней мере одна смерть от радиации.
Влияние на радиологические барьеры и контроль:
Расплавление или повреждение топлива, приводящее к утечке более 0,1% активной зоны.
Выброс значительных количеств радиоактивных материалов на объекте с высокой вероятностью значительного облучения населения.
Селлафилд (Великобритания) – пять инцидентов с 1955 по 1979 год. [19]
АЭС Сен-Лоран (Франция) – 1969, частичное расплавление активной зоны; 1980, перегрев графита.
Реактор Lucens ( Швейцария ) – 1969, засорение канала охлаждения привело к расплавлению и возгоранию топливной сборки, воздействие радиации на персонал и население отсутствовало
Ясловске Богунице ( Чехословакия ) – 1977 год, частичное расплавление активной зоны привело к незначительному выбросу радиации в здание реактора.
Авария на АЭС в губе Андреева (Советский Союз) – 1982 год, было повреждено хранилище отработанного ядерного топлива, в результате чего в Баренцево море попало около 700 000 тонн (770 000 тонн) высокорадиоактивной воды. [20] [21]
Буэнос-Айрес ( Аргентина ) – 1983 год, авария на исследовательском реакторе RA-2 во время перестановки топливных стержней, в результате которой погиб один оператор и двое получили ранения.
Атомная электростанция Дэвис-Бесс (США), 2002 г.; небрежные проверки привели к коррозии 6 дюймов (150 мм) крышки реактора из углеродистой стали, оставив только 3⁄8 дюйма (9,5 мм) оболочки из нержавеющей стали, удерживающей теплоноситель реактора высокого давления.
АЭС «Пакш» (Венгрия), 2003 г.; повреждение топливных стержней в очистном баке.
Завод THORP , Селлафилд (Великобритания), 2005 г.; очень крупная утечка высокорадиоактивного раствора, находящегося в защитной оболочке.
АЭС «Фукусима-1» (Япония), 2011 г.; потеря охлаждающей воды на энергоблоках 1, 2 и 4
2
Инцидент
Воздействие на людей и окружающую среду:
Облучение члена населения свыше 10 мЗв.
Воздействие на работника в объеме, превышающем установленные законом годовые нормы.
Влияние на радиологические барьеры и контроль:
Уровень радиации в рабочей зоне более 50 мЗв/ч.
Значительное загрязнение на объекте в зоне, не предусмотренной проектом.
Влияние на глубокоэшелонированную оборону:
Существенные нарушения мер безопасности, не повлекшие за собой реальных последствий.
Найден высокорадиоактивный запечатанный бесхозный источник, устройство или транспортная упаковка с неповрежденными средствами безопасности.
АЭС «Гундремминген» (Германия) 1977; погодные условия стали причиной короткого замыкания высоковольтных линий электропередачи и быстрой остановки реактора.
Атомная электростанция Форсмарк (Швеция), июль 2006 г.; отказ резервного генератора; два генератора были в работе, но неисправность могла привести к отказу всех четырех.
АЭС Аско (Испания) Апрель 2008 г.; радиоактивное загрязнение.
Селлафилд (Великобритания) 2017; подтверждено облучение людей, которое превышает или, как ожидается, превысит пределы дозы (2 инцидента в этом году). [24]
Силос для хранения стружки Magnox в Селлафилде (Великобритания), 2019 г.; подтвержден дисбаланс жидкости в силосе, вызванный утечкой в старом хранилище, что привело к загрязнению под землей. [25]
1
Аномалия
Влияние на глубокоэшелонированную оборону:
Чрезмерное облучение члена общества сверх установленных законом годовых норм.
Незначительные проблемы с компонентами безопасности, сохраняется значительная глубоко эшелонированная защита.
Низкоактивный утерянный или украденный радиоактивный источник, устройство или транспортная упаковка.
(Порядок информирования общественности о незначительных событиях различается в разных странах.)
Трикастен ( Дром , Франция), июль 2008 г.; утечка 18 000 л (4 000 имп. галлонов; 4 800 галлонов США) воды, содержащей 75 кг (165 фунтов) необогащенного урана , в окружающую среду. [26]
Gravelines ( Нор , Франция), 8 августа 2009 г.; во время ежегодной замены топливных пучков в реакторе 1 топливный пучок зацепился за внутреннюю конструкцию. Работы были остановлены, здание реактора было эвакуировано и изолировано в соответствии с эксплуатационными процедурами. [27]
Пенли ( Сена-Моритим , Франция) 5 апреля 2012 г.; аномальная утечка на первом контуре реактора 2 была обнаружена вечером 5 апреля 2012 г. после того, как пожар на реакторе 2 около полудня был потушен. [28]
Селлафилд (Камбрия, Соединенное Королевство) 1 марта 2018 г.; Из-за холодной погоды произошел прорыв трубы, в результате чего вода из загрязненного подвала попала в бетонный комплекс, который впоследствии был сброшен в Ирландское море . [29]
АЭС Хантерстон B (Эйршир, Великобритания) 2 мая 2018 г.; Трещины графитовых кирпичей в усовершенствованном газоохлаждаемом реакторе 3 были обнаружены во время проверки. Было обнаружено около 370 трещин, что превышает эксплуатационный предел в 350. [30]
Селлафилд, 15 мая 2016 г.; Потеря активной вентиляции в силосе для хранения стружки Magnox. Вытяжные вентиляторы были отключены на 16 часов для проведения некоторых улучшений в системе вентиляции, но когда они были перезапущены, система показала нулевой поток. [32]
17 ноября 2002 г., завод по производству топлива из оксида природного урана на ядерном топливном комплексе в Хайдарабаде, Индия: химический взрыв на предприятии по изготовлению топлива. [42]
Критика
Недостатки существующей системы INES выявились в результате сравнения Чернобыльской катастрофы 1986 года , которая имела серьезные и широкомасштабные последствия для людей и окружающей среды, и ядерной катастрофы на Фукусиме в 2011 году , которая привела к одному смертельному исходу и сравнительно небольшому (10%) выбросу радиоактивных материалов в окружающую среду. Авария на АЭС «Фукусима-1» изначально была оценена как INES 5, но затем повышена до INES 7 (самый высокий уровень), когда события блоков 1, 2 и 3 были объединены в одно событие, и определяющим фактором для оценки INES стал совокупный выброс радиоактивных материалов. [43]
В одном исследовании было обнаружено, что шкала INES МАГАТЭ крайне непоследовательна, а оценки, предоставляемые МАГАТЭ, неполны, и многие события не имеют рейтинга INES. Кроме того, фактические значения ущерба от аварий не отражают оценки INES. Количественная, непрерывная шкала может быть предпочтительнее INES. [44]
Было высказано три аргумента: во-первых, шкала по сути является дискретным качественным рейтингом, не определенным за пределами уровня событий 7. Во-вторых, она была разработана как инструмент связей с общественностью, а не как объективная научная шкала. В-третьих, ее наиболее серьезным недостатком является то, что она смешивает величину и интенсивность. Альтернативная шкала величин ядерных аварий (NAMS) была предложена британским экспертом по ядерной безопасности Дэвидом Смайтом для решения этих проблем. [45]
Альтернативы
Шкала масштабов ядерной аварии
Шкала ядерной катастрофы (NAMS) является альтернативой INES, предложенной Дэвидом Смайтом в 2011 году в ответ на ядерную катастрофу на Фукусиме-1 . Были некоторые опасения, что INES использовалась запутанным образом, и NAMS была предназначена для устранения предполагаемых недостатков INES.
Как указал Смайт, шкала INES заканчивается на 7; более серьезная авария, чем Фукусима в 2011 году или Чернобыль в 1986 году, также будет оцениваться как категория INES 7. Кроме того, она прерывистая, что не позволяет проводить детальное сравнение ядерных инцидентов и аварий. Но наиболее важным моментом, выявленным Смайт, является то, что INES объединяет магнитуду с интенсивностью; различие, давно проводимое сейсмологами для сравнения землетрясений . В этой предметной области магнитуда описывает физическую энергию, высвобождаемую землетрясением, в то время как интенсивность фокусируется на последствиях землетрясения. По аналогии, ядерный инцидент с высокой магнитудой (например, расплавление активной зоны) может не привести к интенсивному радиоактивному загрязнению , как показывает инцидент на швейцарском исследовательском реакторе в Люсенсе , — однако он находится в категории INES 4, вместе с пожаром в Уиндскейле 1957 года, который вызвал значительное загрязнение за пределами его объекта.
Определение
Определение шкалы NAMS:
NAMS = log 10 (20 × R)
где R — это высвобождаемая радиоактивность в терабеккерелях , рассчитанная как эквивалентная доза йода-131 . Кроме того, для расчета NAMS учитывается только выброс в атмосферу, влияющий на территорию за пределами ядерного объекта, что дает оценку NAMS 0 всем инцидентам, которые не влияют на внешнюю среду. Фактор 20 гарантирует, что шкалы INES и NAMS находятся в схожем диапазоне, что облегчает сравнение между авариями. Выброс в атмосферу любой радиоактивности произойдет только в категориях INES от 4 до 7, в то время как NAMS не имеет такого ограничения.
Оценка величины, по-видимому, связана с проблематичным определением радиологической эквивалентности между различными типами задействованных изотопов и разнообразием путей, по которым активность может в конечном итоге попасть в организм [46] , например, при употреблении рыбы или через пищевую цепочку .
Смайт перечисляет эти инциденты: Чернобыль, бывший СССР, 1986 г. (M = 8,0), Три-Майл-Айленд, США (M = 7,9), Фукусима-1, Япония, 2011 г. (M = 7,5), Кыштым, бывший СССР, 1957 г. (M = 7,3). [47]
^ "Шкала событий пересмотрена для большей ясности". World-nuclear-news.org. 6 октября 2008 г. Получено 13 сентября 2010 г.
^ Парфитт, Том (26 апреля 2006 г.). «Мнение по-прежнему разделяется по поводу истинного ущерба от Чернобыля». The Lancet . С. 1305–1306 . Получено 8 мая 2019 г.
^ Ahlstrom, Dick (2 апреля 2016 г.). «Годовщина Чернобыля: спорные цифры потерь». The Irish Times . Получено 8 мая 2019 г.
^ Mycio, Mary (26 апреля 2013 г.). «Сколько людей на самом деле погибло в Чернобыле? Почему оценки различаются на десятки тысяч смертей». Slate . Получено 8 мая 2019 г.
^ Ричи, Ханна (24 июля 2017 г.). «Сколько погибло в Чернобыле и Фукусиме?». Our World in Data . Получено 8 мая 2019 г. .
↑ Хайфилд, Роджер (21 апреля 2011 г.). «Сколько человек погибло из-за катастрофы на Чернобыльской АЭС? Мы на самом деле не знаем (статья обновлена 7 мая 2019 г.)». New Scientist . Получено 10 мая 2019 г.
^ "Япония: ядерный кризис поднят до уровня Чернобыля". BBC News . 12 апреля 2011 г. Получено 12 апреля 2011 г.
^ "Правительство Японии понижает прогноз роста". BBC News . 13 апреля 2011 г. Получено 13 апреля 2011 г.
^ Маккарри, Джастин (12 апреля 2011 г.). «Япония повышает ядерный кризис до уровня Чернобыля». The Guardian . Получено 14 декабря 2020 г. .
^ "Кыштымская катастрофа | Причины, сокрытие, раскрытие и факты". Encyclopedia Britannica . Получено 11 июля 2018 г. .
^ abc "Крупнейшие ядерные катастрофы в мире". Power Technology . 7 октября 2013 г.
↑ Канадское ядерное общество (1989) Инцидент NRX Питера Джедика Архивировано 21 мая 2015 года на Wayback Machine
^ Канадский ядерный FAQ Каковы подробности аварии на реакторе NRX в Чок-Ривер в 1952 году?
↑ Ричард Блэк (18 марта 2011 г.). «Фукусима – катастрофа или отвлечение?». BBC . Получено 7 апреля 2011 г.
^ Блэк, Ричард (18 марта 2011 г.). «Фукусима – катастрофа или отвлечение?». BBC News . Получено 30 июня 2020 г.
^ Альстром, Дик (8 октября 2007 г.). «Неприемлемые потери от ядерной катастрофы в Британии». The Irish Times . Получено 15 июня 2020 г.
^ Хайфилд, Роджер (9 октября 2007 г.). «Пожар в Уиндскейле: «Мы были слишком заняты, чтобы паниковать». The Telegraph . Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. Получено 15 июня 2020 г.
^ Шпигельберг-Планер, Реджан. «Вопрос степени» (PDF) . Бюллетень МАГАТЭ . МАГАТЭ . Получено 24 мая 2016 г. .
^ Вебб, ГЭМ; Андерсон, РВ; Гаффни, МДЖС (2006). «Классификация событий с внешним радиологическим воздействием на площадке Селлафилд между 1950 и 2000 годами с использованием Международной шкалы ядерных событий». Журнал радиологической защиты . 26 (1). IOP: 33–49. Bibcode : 2006JRP....26...33W. doi : 10.1088/0952-4746/26/1/002. PMID 16522943. S2CID 37975977.
^ Лермонтов, М.Ю. "Гибель офицера Калинина С.В. от передозировки радиации в губе Андреева". Архивировано из оригинала 2 июня 2016 года . Получено 20 февраля 2020 года .
^ Брайан, Коуэлл. «Потеря мощности вне площадки: точка зрения оператора, EDF Energy, ядерная генерация» (PDF) . Французская ядерно-энергетическая компания (SFEN) . Получено 14 мая 2019 г.
^ Информация об авариях с критичностью в Японии,
^ «Заявление о гражданских инцидентах, соответствующих критериям отчетности министерства (MRC), сообщенное ONR – Q1 2017». www.onr.org.uk . Архивировано из оригинала 8 мая 2019 . Получено 8 мая 2019 .
^ "Отчеты и уведомления об инцидентах в Sellafield Ltd". www.gov.co.uk . Получено 12 октября 2019 г. .
↑ Использование реки запрещено после утечки урана во Франции. The Guardian (10 июля 2008 г.).
^ (АФП). «AFP: «значительный» инцидент в ядерном центре Гравелина на Севере». Архивировано из оригинала 16 августа 2009 года . Проверено 13 сентября 2010 г.
^ (ASN) – 5 апреля 2012 г. «ASN приняло решение об отмене своей чрезвычайной кризисной организации и временно классифицировало событие на уровне 1». ASN. Архивировано из оригинала 10 мая 2012 г. Получено 6 апреля 2012 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ «Заявление о гражданских инцидентах, соответствующих критериям отчетности министерства (MRC), сообщенное ONR – Q1 2018». www.onr.org.uk . Архивировано из оригинала 14 мая 2019 . Получено 14 мая 2019 .
^ «Заявление о гражданских инцидентах, соответствующих критериям отчетности министерства (MRC), сообщенное ONR – Q2 2018». www.onr.org.uk . Архивировано из оригинала 14 мая 2019 . Получено 14 мая 2019 .
^ "Отчеты и уведомления об инцидентах в Sellafield Ltd". www.gov.co.uk . Получено 19 октября 2019 г. .
^ Forepoint (http://www.forepoint.co.uk). "Incident Reports". Sellafield Ltd. Архивировано из оригинала 12 июля 2017 г. Получено 9 марта 2021 г.
^ http://www.jaea.go.jp/02/press2005/p06021301/index.html (на японском)
^ «Дополнительная информация о нарушении работы завода в Олкилуото 2».
^ МАГАТЭ: «Это событие оценивается как выходящее за рамки масштаба в соответствии с Частью I-1.3 Руководства пользователя INES 1998 года, поскольку оно не повлекло за собой никакой возможной радиологической опасности и не повлияло на уровни безопасности. [ постоянная неработающая ссылка ] »
↑ Обнаружение подозрительного предмета на заводе | Атомная энергетика США. Climatesceptics.org. Получено 22 августа 2013 г.
^ "NRC: SECY-01-0071 – Расширенное участие NRC в использовании международной шкалы ядерных событий". Комиссия по ядерному регулированию США. 25 апреля 2001 г. стр. 8. Архивировано из оригинала 27 октября 2010 г. Получено 13 марта 2011 г.
^ "SECY-01-0071-Atachment 5 – INES Reports, 1995–2000". Комиссия по ядерному регулированию США. 25 апреля 2001 г. стр. 1. Архивировано из оригинала 27 октября 2010 г. Получено 13 марта 2011 г.
^ Наблюдение за торнадо на охраняемой территории | Атомная энергетика в Европе. Climatesceptics.org. Получено 22 августа 2013 г.
↑ Джефф Брамфилд (26 апреля 2011 г.). «Ядерное агентство сталкивается с призывами к реформе». Nature . 472 (7344): 397–398. doi :10.1038/472397a. PMID 21528501.
^ Спенсер Уитли, Бенджамин Совакул и Дидье Сорнетт. О катастрофах и королях-драконах: статистический анализ инцидентов и аварий на атомных электростанциях, Физическое общество , 7 апреля 2015 г.
^ Дэвид Смайт (12 декабря 2011 г.). «Объективная шкала величины ядерной аварии для количественной оценки тяжелых и катастрофических событий». Physics Today (12): 1851. Bibcode : 2011PhT..2011l1851S. doi : 10.1063/PT.4.0509. S2CID 126728258.
^ Смайт, Дэвид (12 декабря 2011 г.). «Объективная шкала величины ядерной аварии для количественной оценки тяжелых и катастрофических событий». Physics Today (12): 13. Bibcode :2011PhT..2011l1851S. doi : 10.1063/PT.4.0509 .
^ "Дэвид Смайт - Ядерные аварии". www.davidsmythe.org . Получено 9 мая 2024 г. .
Внешние ссылки
Веб-система ядерных событий (NEWS), МАГАТЭ
Информационный листок Международной шкалы ядерных событий, МАГАТЭ
"Международная шкала ядерных событий, руководство пользователя" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2011 г. . Получено 19 марта 2011 г. .Международная шкала ядерных событий, Руководство пользователя, МАГАТЭ, 2008 г.